CN101318191B

CN101318191B - 一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法

Info

Publication number: CN101318191B
Application number: CN2008101162987A
Authority: CN
Inventors: 刘建国; 苏肇基; 侯晨晨; 聂永丰
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: CN101318191A

Abstract

一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，属于环境保护的危险废物处理技术领域。按干重质量比将含毒性有机物危险废物30～60％，添加剂0.5～10％、无机胶结剂固化剂30～60％加入搅拌器中，加水搅拌，同时开启气体内循环装置，搅拌器内气体经过气体吸附净化装置吸附净化后部分气体通回搅拌器内；物料混合搅拌均匀后，排出，固化，送入养护房，完成含毒性有机物危险废物的固化稳定化。所述添加剂包括具有吸附效果的吸附剂和能够改善产物结构性能的结构改良剂，如活性炭及水玻璃、氯化钙等。所述无机胶结剂固化剂为水硬性胶凝材料。本发明固定化率可以达到90％以上；气体循环可以减少污染气体排放；可以有效降低二次污染产生。

Description

一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法

技术领域

本发明涉及含毒性有机物危险废物的固化稳定化处理方法，属于环境保护的危险废物处理技术领域。

背景技术

固化稳定化是危险废物处理处置中的一个重要环节，其目的是通过各种物理化学作用，限制或降低废物中污染组分向环境的迁移和释放，以便废物运输、利用和最终处置。目前，针对含重金属类危险废物的固化稳定化技术已经较为成熟，但针对含毒性有机物危险废物的固化稳定化技术仍是薄弱环节。与重金属相比，毒性有机物种类繁多，物理化学特性更为复杂，总体上挥发性较强，固定包容难度大，因此含毒性有机物危险废物固化稳定化技术具有许多不同于含重金属类危险废物固化稳定化技术的特点。

国内外含毒性有机物危险废物的固化稳定化技术主要为无机胶结剂固化稳定化技术和塑性固化技术。塑性固化技术主要用于处理非挥发性液态有机危险废物或小量的剧毒危险废物，由于其操作复杂，成本高，安全性差，通常不能大规模应用。而无机胶结剂固化稳定化技术因设备简单、成本较低、处理快速等优点而受到广泛关注。目前的研究结果表明：单独使用水泥或石灰等无机胶结剂无法对有机物进行充分有效的固定化；有机物对于无机胶结剂胶结过程有干扰作用；选择使用合适的添加剂可以实现对有机物的有效处理。但是，能否实现对毒性有机物较高的固定化率是该技术工程应用的瓶颈，也是当前该技术在处理含毒性有机物危险废物方面受到质疑的原因。与此同时，含毒性有机物危险废物固化稳定化处理过程中，毒性有机物(尤其是挥发性毒性有机物)挥发进入大气环境造成二次污染的问题尚未得到妥善的解决。

近几年来，我国石油、石化、化工等行业突发性环境污染事故频发，事故现场清除出的大量沉积物、土壤等多属含毒性有机物危险废物，急需在短时间内得到妥善处理。就此，无机胶结剂固化稳定化技术因其原料易得、成本低、处理速度快、处理量大、安全性好，将是突发性事故条件下危险废物应急处理的首选技术。2007年10月开始实施的《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)在原标准(GB 5085.3-1996)14个鉴别项目的基础上，增加了37个鉴别项目，新增项目主要是毒性有机物，为此相应地《危险废物填埋污染控制标准》中增加毒性有机物指标势在必行，届时含毒性有机物危险废物必须先经固化稳定化预处理，达到一定的控制标准才能填埋。

因此，针对含毒性有机物危险废物，寻找一种符合工程应用实际，具有较高处理效果，便于操作，并且能够兼顾二次污染防治的固化稳定化方法，对于当前的状况已较为迫切。

发明内容

本发明的目的是为了提高对含毒性有机物危险废物的固化稳定化处理效果，并防治处理过程中的二次污染问题，提供了以无机胶结剂为主要固化剂的含毒性有机物危险废物固化稳定化方法。

本发明公开了一种含毒性有机物危险废物固化稳定化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)含毒性有机物危险废物、添加剂、无机胶结剂固化剂经计量后先后加入搅拌器内，各组分的质量比(干重)为：含毒性有机物危险废物30～60％，添加剂0.5～10％、无机胶结剂固化剂30～60％，并加水使得水含量占固体干重的30～50％，总混合物料体积不超过搅拌器容积的三分之二；

2)开启搅拌器搅拌，物料在搅拌混合的同时，开启气体内循环装置的风机，搅拌器内气体通过风机经过毒性有机物气体吸附净化装置后部分回到搅拌器内；

3)物料混合搅拌均匀后，开启出料闸门排出，卸入到下设的皮带输送机上，混合物料经过成型工序后形成形状规则的固化体砌块，送入养护厂房进行养护。

本发明所说的含毒性有机物危险废物主要是以粘土类无机物为基质，以含量微少的毒性有机物为特征污染物的危险废物，其毒性有机物的含量不超过10000ppm。

所说的固化剂是一种水硬性胶凝材料。

所说的水硬性胶凝材料，其特征在于活性CaO的含量可为40～60％，活性SiO₂的含量可为15～30％，活性Al₂O₃的含量可为5～10％，所余的Fe₂O₃，MgO等的总含量可为0～20％，可由水泥、石灰、粉煤灰、硅酸盐类、铝酸盐类、火山灰、硅灰中的一种或多种组成。

所述添加剂包括具有特殊吸附效果的吸附剂以及能够改善产物结构性能的结构改良剂。

所说的具有特殊吸附效果的吸附剂包括活性炭、膨润土、硅藻土中的一种或多种。

所说的结构改良剂包括水玻璃、氯化钙、氯化铁、明矾中的一种或多种。

所说搅拌器是采用卧式双轴搅拌系统的密闭装置，进料口位于装置顶部，出料闸门位于装置底部，属于序批式操作装置。

所说装填添加剂中所选择的具有特殊吸附效果的吸附剂，经过一批次操作后，该吸附剂将全部或部分作为下一批次的添加剂使用。毒性有机物气体吸附净化装置的进气端与气体内循环装置风机的出气端用管道连接，出气端为一三通管道，三通管的一端排空，另一端通过管道连接搅拌器，该管道在装置内部的露出长度可为装置内部高度的五分之一到四分之一。

所说气体内循环装置由风机和管道组成，风机的一端与搅拌器以管道连接，该管道在搅拌器内部的露出长度为O～5cm，但不超过装置内部高度的的十分之一，另一端与毒性有机物气体吸附净化装置的进气端以管道连接。在气体内循环装置作用下，搅拌器内部气体依次经由管道通过风机，毒性有机物气体吸附净化装置，经毒性有机物气体吸附净化装置净化后，除小部分气体排空，大部分气体在搅拌器负压作用下返回搅拌器，形成气体循环回路。

本发明的有益效果是：

1)该含毒性有机物危险废物固化稳定化方法，通过加入具有特殊吸附效果的吸附剂和结构改良剂，通过吸附毒性有机物以及改善产物结构性能强化对毒性有机物的化学和物理稳定化效果，产物中毒性有机物的固定化率可以达到90％以上。

2)气体内循环装置通过风机使得含毒性有机物危险废物固化稳定化过程中产生的毒性有机物气体通过毒性有机物气体吸附净化装置，可有效降低气体中毒性有机物的浓度水平，净化后气体除小部分排空外，大部分气体将在搅拌器内部负压作用下返回搅拌器，无污染气体排放。

3)毒性有机物气体吸附净化装置中装填的吸附剂在经过一批次操作后，将部分或全部作为下一批次的添加剂使用，在固化稳定化过程中，即利用了该部分吸附剂，又对吸附有毒性有机物的吸附剂进行了处理，无固体废物排出。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2为本发明一个实施例流程图。

具体实施方式

以下结合实施例，进一步说明本发明。实施案例所述内容不是对本发明的限定。

图1为本发明流程图。一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，包括步骤：1)按干重质量比将含毒性有机物危险废物30～60％，添加剂0.5～10％，无机胶结剂固化剂30～60％；加入搅拌器中，并加水使得水含量占所有固体干重总和的30～50％，总混合物料体积不超过搅拌器容积的三分之二；2)开启搅拌器搅拌混合，同时开启气体内循环装置，气体内循环装置的风机将搅拌器内气体通入气体吸附净化装置，搅拌器内气体经过气体吸附净化装置吸附净化后部分气体通回搅拌器内循环进行；3)物料混合搅拌均匀后，开启搅拌器出料闸门排出，卸入到下设的皮带输送机上，混合物料经过成型工序后形成形状规则的固化体砌块，送入养护厂房进行养护；完成含毒性有机物危险废物的固化稳定化。所述吸附剂经过一批次操作后，作为下一批次的添加剂使用。

图2为本发明一个实施例流程图。参见图2，在一起生产事故中产生了大量苯系物污染土壤，针对苯系物含量低于10000ppm的污染土壤，以普通硅酸盐水泥和熟石灰作为无机胶结剂固化剂，水玻璃(模数为3)及粉末活性炭作为添加剂。在实际工程中，针对不同污染水平的苯系物污染土壤，混合物料的组成详见表1，各组分的质量比(干重，除水玻璃外)为：含毒性有机物危险废物30～60％，普通硅酸盐水泥20～30％，熟石灰10～30％，水玻璃2～5％，粉末活性炭0.5～5％。处理结果表明，固化稳定化产物对于苯系物的固定率均高于90％，固化稳定化产物采样监测及大气污染物排放监测结果均满足标准要求。

表1本发明实施例表

注：表中各组分质量比除水玻璃外均为干重比。

Claims

1.一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)按下述干重质量比将含毒性有机物危险废物、添加剂、无机胶结剂固化剂加入搅拌器中：

含毒性有机物危险废物 30～60％，

添加剂 0.5～10％，

无机胶结剂固化剂 30～60％；

并加水使得水含量占所有固体干重总和的30～50％，总混合物料体积不超过搅拌器容积的三分之二；

2)开启搅拌器搅拌混合，同时开启气体内循环装置，气体内循环装置的风机将搅拌器内气体通入气体吸附净化装置，搅拌器内气体经过气体吸附净化装置吸附净化后部分气体通回搅拌器内；

3)物料混合搅拌均匀后，开启搅拌器出料闸门排出，卸入到下设的皮带输送机上，混合物料经过成型工序后形成形状规则的固化体砌块，送入养护厂房进行养护；完成含毒性有机物危险废物的固化稳定化；

所述添加剂包括具有吸附效果的吸附剂和能够改善产物结构性能的结构改良剂；

所述吸附剂为活性炭、膨润土、硅藻土中的一种或多种；

所述结构改良剂为水玻璃、氯化钙、氯化铁、明矾中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，其特征在于，所述无机胶结剂固化剂为水硬性胶凝材料。

3.根据权利要求2所述的一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，其特征在于，所述水硬性胶凝材料活性CaO含量为40～60％，活性SiO₂含量为15～30％，活性Al₂O₃含量为5～10％，活性Fe₂O₃，MgO的总含量为0～20％，由水泥、石灰、粉煤灰、火山灰、硅灰中的一种或多种组成。

4.根据权利要求1所述的一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，其特征在于，所述搅拌器为卧式双轴搅拌系统的密闭装置，进料口位于装置顶部，出料闸门位于装置底部，属于序批式操作装置。

5.根据权利要求1所述的一种含毒性有机物危险废物的固化稳定化方法，其特征在于，所述气体内循环装置由风机和管道组成，风机的一端与搅拌器通过管道连接，风机的另一端通过管道与气体吸附净化装置的进气端连接。